Photo: Javi (à gauche) et David (à droite)
Le programme
BIENVENÜE propose le financement de 24 mois pour des projets de recherche innovants construits par les candidat·e·s. Ce programme, co-financé par les Actions Marie-Sklodowska-Curie (MSCA), la Région Bretagne et les institutions partenaires, est à destination de chercheurs et chercheuses internationaux de haut-niveau. L’attribution de bourses est très sélective et favorise l’excellence des candidats, leur potentiel en tant que chercheurs et innovateurs, ainsi que leur volonté de s’inscrire dans le développement innovant de la région Bretagne.
Javi est né à Valence (Espagne). Il a obtenu sa licence en chimie et son master en nanoscience et nanotechnologie moléculaire à l'université de Valence (UV). Il a soutenu sa thèse de doctorat à Institut of Molecular Science (ICMol, UV), où il a eu l'occasion de participer à la conception, à la synthèse et à la caractérisation de nouveaux matériaux commutables multifonctionnels. Après son doctorat, il a continué à travailler en tant que chercheur postdoctoral dans le même établissement, avec pour objectif le développement de commutateurs moléculaires sublimables en vue de leur mise en œuvre dans des dispositifs de spintronique.
Le projet s'inscrit dans le domaine de l'innovation stratégique transversale "Transition énergétique et écologique", cherche à comprendre les facteurs structurels qui régissent l'effet de mémoire dans les commutateurs moléculaires basés sur le phénomène de spin-crossover (SCO). L'étude du rôle de la symétrie en combinaison avec les déformations supramoléculaires à l'état solide pourrait permettre de contrôler les barrières énergétiques entre les différents états accessibles et d'obtenir une certaine compréhension de la modulation du comportement hystérétique. Le fort caractère coopératif de ces matériaux est essentiel pour leur utilisation dans des dispositifs de stockage de chaleur/d'énergie, qui peuvent être manipulés avec soin par l'action de différents stimuli externes, tels que la lumière ou la pression.
Le développement du projet de recherche proposé par Javi s'inscrit parfaitement dans la riche expérience que le département Matériaux et Lumière (DML) a acquise au cours des dernières années dans les domaines des transitions de phase et des études ultrarapides sur les matériaux moléculaires. La combinaison de la diffraction des rayons X et de la spectroscopie optique, en tenant compte des expériences à l'état stable et à résolution temporelle, lui permettra de surveiller les changements de la structure électronique, les réarrangements structurels et les différents types de déformations cristallines qui pourraient être la force motrice des effets coopératifs dans certains matériaux labiles aux électrons. Ce projet scientifique sera développé dans le cadre du laboratoire de recherche international IRL-DYNACOM, visant l'exploitation de nouvelles fonctionnalités des matériaux ayant un impact important dans les applications environnementales.
Le superviseur du projet sera Eric Collet, responsable du Département Matériaux et Lumière (DML).
Pendant ses études de doctorat dans le groupe du professeur Wolfgang Eisfeld (Bielefeld, Allemagne), David a étudié les systèmes de Jahn-Teller qui sont des systèmes prototypiques où les intersections coniques brisent l'approximation de Born-Oppenheimer. Dans ces systèmes, plusieurs surfaces électroniques en interaction (couplées) sont nécessaires pour comprendre leurs propriétés physiques (ex. : spectroscopie). David a été le premier à développer des méthodes basées sur l'apprentissage automatique pour la construction de telles surfaces d'énergie potentielle couplées. Il a étudié en profondeur les effets de ces points de contact entre les surfaces d'énergie potentielle sur les propriétés du système et a continué à explorer numériquement et analytiquement leur impact pendant son post-doc dans le laboratoire du Prof. Todd Martínez à Stanford, aux États-Unis.
Ces dernières années, de grands progrès ont été réalisés dans la compréhension des processus conduisant à la formation de molécules complexes dans le milieu interstellaire (MIS), comme la détection récente d'anions stables prédits depuis longtemps dans le MIS. Les anions linéaires à chaîne de carbone avec des atomes de substitution terminaux sont des systèmes essentiels et jouent un rôle crucial dans l'évolution chimique du milieu interstellaire. Bien que la compréhension de leurs voies de formation ne soit pas complète, on pense que l'attachement radiatif des électrons joue un rôle important. Le projet, "Non-Adiabatic Dynamics in the Interstellar medium with Artifical neural network potentials" (NADIA), vise à étudier la dynamique quantique suivant l'attachement radiatif des électrons pour les systèmes avec des états initiaux couplés vibroniquement, tels que le système de chaîne de carbone linéaire C4H. À cette fin, David va élargir sa méthodologie de construction de modèles diabatiques basés sur des réseaux neuronaux artificiels pour l'adapter à ces systèmes. Il utilisera également ses modèles pour des simulations précises de dynamique quantique. Pour ce faire, le projet s'appuie sur l'expertise établie à l'IPR en matière de méthodes de propagation de paquets d'ondes, en particulier la méthode de MultiConfiguration Time Dependent Hartree (MCTDH). Les connaissances acquises grâce à des études approfondies de dynamiques quantiques nonadiabatiques contribueront à mettre en lumière les principales voies de formation et, éventuellement, de nouveaux processus physiques. Ces résultats devront à leur tour être correctement incorporés lorsqu'il s'agira d'expliquer et d'interpréter le rapport anion/neutre observé, contribuant ainsi à l'amélioration des réseaux des réactions chimiques interstellaires les plus modernes.
Le projet NADIA repose fortement sur un effort combiné impliquant à la fois le développement d'une surface potentielle très précise et des simulations de dynamique quantique à haute dimension. En plus de fournir les ressources informatiques nécessaires pour générer les données de structure électronique du système C4H, rejoindre les collègues de l'IPR donne à David un accès direct à leur suite de codes de dynamique quantique internes et à leurs décennies d'expérience collective. Premièrement, cela lui permet d'acquérir des connaissances plus approfondies dans le domaine de la dynamique quantique et de créer des opportunités de collaboration. Deuxièmement, cela garantit que sa méthode est développée en tenant compte de l'interopérabilité et de la facilité d'utilisation pour les simulations de dynamique quantique, ce qui fait de l'IPR un choix d'accueil optimal. Dans la vie de tous les jours, le fait de rejoindre une équipe théorique avec des profils et des compétences complémentaires a été une évidence pour David, tout comme l'interaction étroite avec les chercheurs expérimentateurs du département de physique moléculaire.
Le projet sera supervisé par Alexandra Viel (DPM).
